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Estudo De Aglomerados Obtidos Com Seda De Teias De Aranha

AMARAL, Felipe Filgueira 30 August 2012 (has links)
Submitted by Alexandra Feitosa (alexandra.feitosa@ufpe.br) on 2017-07-25T13:15:42Z No. of bitstreams: 1 2012-Dissertacao-FelipeAmaral.pdf: 9220581 bytes, checksum: 269746be94fe76f2931c3a0a2518bba4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T13:15:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012-Dissertacao-FelipeAmaral.pdf: 9220581 bytes, checksum: 269746be94fe76f2931c3a0a2518bba4 (MD5) Previous issue date: 2012-08-30 / Neste trabalho investigamos algumas propriedades físicas de teias de aranha no estado co-lapsado. Esse estado é caracterizado pelo empacotamento da teia que, após o rompimento dosfios que sustentam sua estrutura (fios de sustentação), passam do estadoin naturapara o es-tado amassado ou colapsado, com um emaranhado de fios de seda contraídos em um estadodesordenado.No capítulo 1 montamos a base para um bom entendimento técnico da dissertação, na qualresumimos alguns conceitos físicos voltados para o estudo de estruturas complexas, como porexemplo, conceitos relacionados aos fractais e leis de escala. Uma exposição sobre aranhas esuas teias é feita no capítulo 2, na qual convidamos o leitor a tentar entender esse extraordináriouniverso moldado pela evolução.O cerne do trabalho se encontra nos capítulos 3, 4 e 5. Um estudo da relação massa-tamanho para os aglomerados de fios de seda em formato quase esférico é realizado no capítulo3, bem como a investigação da relaxação temporal dessa relação. Dois modelos são discutidosnesse capítulo com objetivo de tentar achar boas previsões para o expoente crítico encontrado.No capítulo 4 investigamos algumas propriedades mecânicas dos aglomerados, realizando ex-perimentos de deformação horizontal devido a aplicação de uma força vertical. No final docapítulo, discutimos três modelos na tentativa de explicar os valores para os expoentes críticosencontrados nos experimentos de deformação. Na sequência, o capítulo 5 faz uma apresenta-ção de imagens microscópicas, inéditas na literatura, dos fios de seda no estado colapsado, bemcomo mostra uma estatística da distribuição de frequência da espessura dos fios nas amostras.Finalmente, discutimos as principais conclusões da pesquisa e algumas perspectivas detrabalhos futuros sobre o tema no capítulo 6. / In this work we investigate some physical properties of spider webs in the collapsed state.This state is characterized by a disordered packing of the web obtained as a consequence of therupture of the threads that support the extended structure of the web in natura.In chapter 1 we set the basis for a good technical understanding of the dissertation, in whichwe summarize some physical concepts focused on the study of complex structures, such asexample, concepts related to scaling functions and fractals. An exhibition on spiders and theirwebs is made in chapter 2, in which we invite the reader to try to understand this extraordinaryuniverse shaped by evolution.The core of the work is found in chapters 3, 4 and 5. A study of the mass-size relationfor the wads of silk threads with approximately spherical shape is performed in the chapter3, as well as the investigation of the temporal relaxation of this relation. Two models arediscussed in this chapter in order to try to find good estimates for the critical exponent found.In chapter 4 we investigate some mechanical properties of the wads, performing experimentsof horizontal deformation due to application of a vertical force. At the end of the chapter, wediscuss three models in an attempt to explain the values of the critical exponents found in theexperiments. Following, Chapter 5 presents a structural study of the wads of silk threads usingscanning electron microscopy, and the frequency distribution of the thickness of the threads inthe samples is obtained.Finally, Chapter 6 presents the main conclusions of the research and some perspectives forfuture work.
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Antenas impressas compactas para sistemas WIMAX. / Small patch antennas for WIMAX systems.

Moraes, Leonardo Bastos 13 September 2012 (has links)
Alcançar altas taxas de dados em comunicações sem fio é difícil. Altas taxas de dados para redes locais sem fio tornou-se comercialmente um sucesso por volta do ano de 2000. Redes de longa distância sem fio ainda são projetados e utilizados principalmente para serviços de voz em baixas taxas. Apesar de muitas tecnologias promissoras, a realidade de uma rede de área ampla que atenda muitos usuários com altas taxas de dados e largura de banda e consumo de energia razoáveis, além de uma boa cobertura e qualidade no serviço ainda é um desafio. O objetivo do IEEE 802.16 é projetar um sistema de comunicação sem fio para obter uma internet de banda larga para usuários móveis em uma área metropolitana. É importante perceber que o sistema WIMAX tem que enfrentar desafios semelhantes aos existentes sistemas celulares e seu desempenho eventual será delimitado pelas mesmas leis da física e da teoria da informação. Em muitas áreas da engenharia elétrica, tem-se direcionado atenção à miniaturização de componentes e equipamentos. Em particular, antenas não são exceções. Desde que Wheeler iniciou estudos sobre os limites fundamentais de miniaturização de antenas, o assunto tem sido discutido por muitos estudiosos e várias contribuições nesse sentido foram feitas desde então. Os avanços das últimas décadas na área de microeletrônica permitiram a miniaturização dos demais componentes empregados no desenvolvimento de equipamentos eletrônicos e disponibilizaram o uso de aparelhos compactos, leves e com diversas funcionalidades e aplicações comerciais. No entanto, ainda que a integração de circuitos seja uma realidade, a integração completa de um sistema de comunicação sem fio, incluindo a antena, é ainda um dos grandes desafios tecnológicos. No caso de antenas impressas procura-se continuamente desenvolver antenas que, além de compactas, apresentem maior largura de banda, ou operação em múltiplas bandas dada sua inerente característica de banda estreita em projetos convencionais. Neste trabalho, o foco está na miniaturização de antenas impressas através da aplicação de fractais. São apresentadas comparações entre antenas fractais quadradas de Minkowski e fractais triangulares de Koch. Inicialmente, antenas 6 impressas com geometrias convencionais quadradas e triangulares foram projetadas para ter a mesma frequência de ressonância. Depois disso, as estruturas fractais de Minkowski Island e Koch Loop foram implementadas nas antenas quadrada e triangular, respectivamente, até a terceira iteração. As frequências escolhidas foram as de 2,4 GHz, 3,5 GHz, 5,0 GHz e 5,8 GHz. Diversos protótipos foram construídos em dois substratos de permissividade diferentes, o FR-4 e o DUROID 5870. Para validar os resultados foram construídas antenas na frequência de 3,5 GHz para as geometrias quadrada e triangular e suas iterações fractais. A contribuição deste trabalho está na análise sobre as vantagens e desvantagens de cada uma das estruturas propostas. Dependendo dos requisitos de um projeto, a opção pode ser por antenas miniaturizadas com maior largura de banda, como normalmente acontece em alguns projetos comerciais. Entretanto, o interesse por bandas estreitas muitas vezes pode ser um requisito, principalmente para emprego militar, onde por vezes a máxima discrição na transmissão é uma exigência. Além disso, também foi feita uma análise sobre as geometrias que atingiram maior miniaturização. / Achieving high data rates in wireless communication is difficult. High data rates for wireless local area networks became commercially successful only around 2000. Wide area wireless networks are still designed and used primarily for low rate voice services. Despite many promising technologies, the reality of a wide area network that services many users at high data rates with reasonable bandwidth and power consumption, while maintaining high coverage and quality of service has not been achieved. The goal of the IEEE 802.16 was to design a wireless communication system processing to achieve a broadband internet for mobile users over a wide or metropolitan area. It is important to realize that WIMAX system have to confront similar challenges as existing cellular systems and their eventual performance will be bounded by the same laws of physics and information theory. In many areas of electrical engineering, miniaturization has been an important issue. Antennas are not an exception. After Wheeler initiated studies on the fundamental limits for miniaturization of antennas, this subject has been extensively discussed by several scholars and many contributions have been made. The advances of recent decades in the field of microelectronics enabled the miniaturization of components and provided the use of compact, lightweight, equipments with many features in commercial applications. Although circuit integration is a reality, the integration of a complete system, including its antenna, is still one of the major technological challenges. In the case of patch antennas, the search is for compact structures with increased bandwidth, due to the inherent narrowband characteristic of this type of antenna. In this work the focus is on a comparison between the Minkowski and the Koch Fractal Patch Antennas. Initially, patch antennas with conventional square and triangular geometries were simulated to present the same resonance frequency. After that, fractal Minkowski and Koch Island Loop antennas were implemented in the square and triangular geometries, respectively, to the third iteration. A comparison was made for two substrates of different permittivities FR-4 and DUROID 5870 at the frequencies of 2,4 GHz; 3,5 GHz; 5,0 GHz and 5,8 GHz. 8 Prototype antennas were built using FR-4 and DUROID 5870 to resonate at a frequency of 3,5 GHz to validate simulation results. The contribution of this work is the analysis of the advantages and disadvantages of each proposed fractal structure. According to the project requirements, the best option can be use a miniaturized antenna with a wider band, as in commercial projects. Particularly in military applications, a narrow band antenna can be a requirement, as sometimes maximum discretion in transmission is a paramount. An additional analysis was performed to verify which of the geometries fulfilled the miniaturization criteria of Hansen.
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Antenas impressas compactas para sistemas WIMAX. / Small patch antennas for WIMAX systems.

Leonardo Bastos Moraes 13 September 2012 (has links)
Alcançar altas taxas de dados em comunicações sem fio é difícil. Altas taxas de dados para redes locais sem fio tornou-se comercialmente um sucesso por volta do ano de 2000. Redes de longa distância sem fio ainda são projetados e utilizados principalmente para serviços de voz em baixas taxas. Apesar de muitas tecnologias promissoras, a realidade de uma rede de área ampla que atenda muitos usuários com altas taxas de dados e largura de banda e consumo de energia razoáveis, além de uma boa cobertura e qualidade no serviço ainda é um desafio. O objetivo do IEEE 802.16 é projetar um sistema de comunicação sem fio para obter uma internet de banda larga para usuários móveis em uma área metropolitana. É importante perceber que o sistema WIMAX tem que enfrentar desafios semelhantes aos existentes sistemas celulares e seu desempenho eventual será delimitado pelas mesmas leis da física e da teoria da informação. Em muitas áreas da engenharia elétrica, tem-se direcionado atenção à miniaturização de componentes e equipamentos. Em particular, antenas não são exceções. Desde que Wheeler iniciou estudos sobre os limites fundamentais de miniaturização de antenas, o assunto tem sido discutido por muitos estudiosos e várias contribuições nesse sentido foram feitas desde então. Os avanços das últimas décadas na área de microeletrônica permitiram a miniaturização dos demais componentes empregados no desenvolvimento de equipamentos eletrônicos e disponibilizaram o uso de aparelhos compactos, leves e com diversas funcionalidades e aplicações comerciais. No entanto, ainda que a integração de circuitos seja uma realidade, a integração completa de um sistema de comunicação sem fio, incluindo a antena, é ainda um dos grandes desafios tecnológicos. No caso de antenas impressas procura-se continuamente desenvolver antenas que, além de compactas, apresentem maior largura de banda, ou operação em múltiplas bandas dada sua inerente característica de banda estreita em projetos convencionais. Neste trabalho, o foco está na miniaturização de antenas impressas através da aplicação de fractais. São apresentadas comparações entre antenas fractais quadradas de Minkowski e fractais triangulares de Koch. Inicialmente, antenas 6 impressas com geometrias convencionais quadradas e triangulares foram projetadas para ter a mesma frequência de ressonância. Depois disso, as estruturas fractais de Minkowski Island e Koch Loop foram implementadas nas antenas quadrada e triangular, respectivamente, até a terceira iteração. As frequências escolhidas foram as de 2,4 GHz, 3,5 GHz, 5,0 GHz e 5,8 GHz. Diversos protótipos foram construídos em dois substratos de permissividade diferentes, o FR-4 e o DUROID 5870. Para validar os resultados foram construídas antenas na frequência de 3,5 GHz para as geometrias quadrada e triangular e suas iterações fractais. A contribuição deste trabalho está na análise sobre as vantagens e desvantagens de cada uma das estruturas propostas. Dependendo dos requisitos de um projeto, a opção pode ser por antenas miniaturizadas com maior largura de banda, como normalmente acontece em alguns projetos comerciais. Entretanto, o interesse por bandas estreitas muitas vezes pode ser um requisito, principalmente para emprego militar, onde por vezes a máxima discrição na transmissão é uma exigência. Além disso, também foi feita uma análise sobre as geometrias que atingiram maior miniaturização. / Achieving high data rates in wireless communication is difficult. High data rates for wireless local area networks became commercially successful only around 2000. Wide area wireless networks are still designed and used primarily for low rate voice services. Despite many promising technologies, the reality of a wide area network that services many users at high data rates with reasonable bandwidth and power consumption, while maintaining high coverage and quality of service has not been achieved. The goal of the IEEE 802.16 was to design a wireless communication system processing to achieve a broadband internet for mobile users over a wide or metropolitan area. It is important to realize that WIMAX system have to confront similar challenges as existing cellular systems and their eventual performance will be bounded by the same laws of physics and information theory. In many areas of electrical engineering, miniaturization has been an important issue. Antennas are not an exception. After Wheeler initiated studies on the fundamental limits for miniaturization of antennas, this subject has been extensively discussed by several scholars and many contributions have been made. The advances of recent decades in the field of microelectronics enabled the miniaturization of components and provided the use of compact, lightweight, equipments with many features in commercial applications. Although circuit integration is a reality, the integration of a complete system, including its antenna, is still one of the major technological challenges. In the case of patch antennas, the search is for compact structures with increased bandwidth, due to the inherent narrowband characteristic of this type of antenna. In this work the focus is on a comparison between the Minkowski and the Koch Fractal Patch Antennas. Initially, patch antennas with conventional square and triangular geometries were simulated to present the same resonance frequency. After that, fractal Minkowski and Koch Island Loop antennas were implemented in the square and triangular geometries, respectively, to the third iteration. A comparison was made for two substrates of different permittivities FR-4 and DUROID 5870 at the frequencies of 2,4 GHz; 3,5 GHz; 5,0 GHz and 5,8 GHz. 8 Prototype antennas were built using FR-4 and DUROID 5870 to resonate at a frequency of 3,5 GHz to validate simulation results. The contribution of this work is the analysis of the advantages and disadvantages of each proposed fractal structure. According to the project requirements, the best option can be use a miniaturized antenna with a wider band, as in commercial projects. Particularly in military applications, a narrow band antenna can be a requirement, as sometimes maximum discretion in transmission is a paramount. An additional analysis was performed to verify which of the geometries fulfilled the miniaturization criteria of Hansen.
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Fractal antennas for wireless communication systems

Lopes, Filipe Monteiro January 2009 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009
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Padrões fractais : contribuições ao processo de generalização de conteúdos matemáticos /

Faria, Rejane Waiandt Schuwartz. January 2012 (has links)
Orientador: Marcus Vinicius Maltempi / Banca: Ruy Madsen Barbosa / Banca: Sueli Liberatti Javaroni / Resumo: Esta pesquisa tem como objetivo principal investigar quais contribuições a exploração de Padrões Fractais em um software de geometria dinâmica traz ao processo de generalização de conteúdos matemáticos. Para tanto, a pesquisa foi desenvolvida com base na metodologia qualitativa por entender que esta permite uma análise coerente dos dados e uma relação intensa com o objetivo e os procedimentos de coleta de dados, a qual foi realizada em um curso com alunos do primeiro ano do Ensino Médio. As fontes dos dados foram: entrevistas, questionários, registros escritos em folhas de atividades, caderno de campo, fotografias, filmagens, gravações de áudio e gravações da interação dos alunos com o computador ao longo dos encontros do curso. Durante o curso foram realizadas seis atividades de manipulação e análise dos Padrões Fractais Árvore Pitagórica, Triângulo de Sierpinski, Curva de Koch, Tetra Círculo, Lunda-Design e Hexagonal tipo Dürer. Todas as atividades foram desenvolvidas no software GeoGebra. A análise dessas atividades foi realizada com base nas três Fases da Investigação de um Padrão, propostas por Herbert e Brown (2000), a saber, Procura do Padrão, Reconhecimento do Padrão e Generalização. Os resultados obtidos indicam que o trabalho com Padrões Fractais contribui com o processo de generalização de conteúdos matemáticos por possuírem características que possibilitam a exploração de diversos conteúdos matemáticos e, nesse processo, de maneira intrínseca, tomam parte propriedades dos fractais que constituem um padrão, entre as quais destaco a autossimilaridade e a complexidade infinita. Além disso, o GeoGebra atuou durante as três Fases de Investigação de um Padrão por possibilitar a visualização, construção e manipulação dos fractais em seus diversos níveis, permitindo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this research is to investigate what contributions the exploration of Fractal Patterns with a dynamic geometry software can bring to the process of generalization of mathematical content. The research was developed based on a qualitative methodology, since I understand that it allows a consistent analysis of the data and an intense relationship with the aim and procedures for data collection, which was developed on a course with students at the first year of High School. The data sources were interviews, questionnaires, the notes developed by the students about the activities, field notes, photographs, camera recordings, recordings of students' interaction with the computer and their dialogues during the development of the course. During the course the students engaged with six activities of manipulation and analysis of the following Fractal Patterns: Pythagorean Tree, Sierpinski Triangle, Koch Curve, Tetra Circle, Lunda-Design and Hexagonal type Dürer. All activities were developed with the GeoGebra software. The analysis of these activities was based on the three Phases of Investigation of a Pattern proposed by Herbert and Brown (2000), namely, Pattern Seeking, Pattern Recognition and Generalization. The results indicate that working with Fractal Patterns contributes to the process of generalization of mathematical content because they possess characteristics that allow the exploration of mathematical concepts, and during this process, in an intrinsic way, properties of fractals that constitute a pattern take part, among which I detach the self-similarity and the infinite complexity. In addition, the GeoGebra acted during the three Phases of the Investigation of a Pattern, allowing the visualization, manipulation and construction of fractals in their various levels, thus allowing the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Dimensão de Hausdorff e algumas aplicações /

Mucheroni, Laís Fernandes. January 2017 (has links)
Orientador: Alice Kimie Miwa Libardi / Coorientador: Tatiana Miguel Rodrigues de Souza / Banca: Elíris Cristina Rizziolli / Banca: Edivaldo Lopes dos Santos / Resumo: Intuitivamente, um ponto tem dimensão 0, uma reta tem dimensão 1, um plano tem dimensão 2 e um cubo tem dimensão 3. Porém, na geometria fractal encontramos objetos matemáticos que possuem dimensão fracionária. Esses objetos são denominados fractais cujo nome vem do verbo "frangere", em latim, que significa quebrar, fragmentar. Neste trabalho faremos um estudo sobre o conceito de dimensão, definindo dimensão topológica e dimensão de Hausdorff. O objetivo deste trabalho é, além de apresentar as definições de dimensão, também apresentar algumas aplicações da dimensão de Hausdorff na geometria fractal / Abstract: We know, intuitively, that the dimension of a dot is 0, the dimension of a line is 1, the dimension of a square is 2 and the dimension of a cube is 3. However, in the fractal geometry we have objects with a fractional dimension. This objects are called fractals whose name comes from the verb frangere, in Latin, that means breaking, fragmenting. In this work we will study about the concept of dimension, de ning topological dimension and Hausdor dimension. The purpose of this work, besides presenting the de nitions of dimension, is to show an application of the Hausdor dimension on the fractal geometry / Mestre
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Natureza fractal de ácidos húmicos e mobilidade de ferro, zinco e cádmio em área degradada por mineração de caulim / Nature fractal of humic acids and iron, zinc and cadmium mobility in degraded land by kaolin mining activities

Silva, Alessandro Costa da 20 February 2001 (has links)
Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-20T11:36:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1113786 bytes, checksum: c9976784c513960190fe1d0a212e73df (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-20T11:36:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1113786 bytes, checksum: c9976784c513960190fe1d0a212e73df (MD5) Previous issue date: 2001-02-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho é uma contribuição para avaliar, e uma tentativa de minimizar a contaminação, por metais (Fe, Zn e Cd), de uma área de disposição de resíduo proveniente do processo de branqueamento de caulim. Foram analisadas amostras de água, material particulado, sedimento, vegetação, solo (em 3 profundidades) e do próprio resíduo. Foram feitas determinações da concentração de metais prontamente disponíveis (extração usando água), totais (extração usando ácido) e fracionados (extração seqüencial usando diferentes reagentes). Os resultados revelaram: i) metais prontamente disponíveis - contaminação por Fe e Zn e valores preocupantes para Cd; ii) metais totais - contaminação por Fe, Zn e Cd em todas as amostras, exceto testemunha; iii) metais fracionados - contaminação por Fe e Zn nas diferentes frações geoquímicas estudadas; exceto Cd, na fração óxido. Visando estudar a importância da matéria orgânica do solo, ácidos húmicos (AH), no controle de áreas contaminadas por metais, fez-se estudos sobre as mudanças conformacionais desses ácidos na ausência e presença de metais. As amostras de AH foram extraídas de solo e adquiridas comercialmente Para o respectivo estudo utilizou-se a teoria dos fractais, por meio da determinação da dimensão fractal (D). Para obtenção do valor D de AH, em suspensão, utilizou-se a técnica de turbidimetria por meio da lei de potência τ ∝ λ D (em que τ é a turbidez, λ é o comprimento de onda e D a dimensão fractal). Primeiramente fez-se testes em AH na ausência de metais (Zn e Cd) variando as condições experimentais (tempo de agitação e pH). Para verificar a eficiência da agitação na conformação destas partículas fez-se testes utilizando-se agitação magnética e horizontal. Os valores de D obtidos por meio de agitação magnética, apresentaram maior variação entre os tempos de agitação. Já aqueles obtidos em diferentes valores de pH revelaram uma inter-dependência. Os resultados de AH adquiridos comercialmente, diferente de AH extraído de solo, revelaram que o aumento do pH tende a aplainar as partículas, induzindo a menores valores de D. No que tange a adição de metais nas suspensões de AH percebeu-se um aumento nos valores de D, revelando um enovelamento da partícula durante a formação do complexo organo-metálico. Os valores D foram eficientes para representar mudanças conformacionais de complexos AH-metal. Quanto menos solúvel for este complexo maior será a retenção de metais e, conseqüentemente, maior a importância da matéria orgânica no controle da poluição por metais em áreas degradas por mineração de caulim. / This work is a contribution to evaluate the heavy metals (Fe, Zn and Cd) contamination in dumping area that received residues from the cleaning process of kaolin. Samples of soil (3 depth), vegetation, water, suspended material, sediment, and residue were analized. In the samples were determined the concentrations of potentially available metals (extraction using water), total metals (simple extraction using acid), and fractioned metals (sequential extraction using different reagents). The results indicated: i) potentially available metals – contamination by Fe and Zn and values of Cd considered concern; ii) total metals – contamination by Fe, Zn and Cd in the samples, except in the control sample; iii) fractioned metals – contamination by Fe and Zn in the different fractions analized, except Cd in the oxide fraction. In order to describe the importance of organic matter, humic acids (HA), on the contaminated area by metals, was studied by the conformational changes of humic acids in the absence and presence of metals. The HA samples were extracted from the soil and commercial acquire. It was utilized a fractal theory to determine the fractal dimension (D). To obtain the D value of HA, in suspension, it was used a turbidimetry technique through of the potential low τ ∝ λ D , where τ is turbidez, λ is wavelength and D is fractal dimension. HA were analyzed in absence and presence of metals (Zn and Cd) varing experimental conditions (shaking time and pH). To check the efficiency of the shaking on the particles conformation there were made tests utilizing magnetic and horizontal shaking. The D values obtained by magnetic viiishaking showed high variation among shaking time. But the data obtained in different pH values showed an inter-dependence. These results of commercial AH showed that the increase of pH induced a smooth surface on the particles (minor D value). The addition of metals in the HA suspensions, induced an increase of D values, revealing a collapsed structure during the formation of metal-organic complex. The D value was efficacy to represent conformation changes of the HA- metal complexes. As less soluble is this complex greater is the retention of HA by the metals and, it is improved the importance of organic matter (HA) on the metal pollution control in degraded land by kaolin mining activities.
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Dimensão fractal e histometria digital na avaliação dos efeitos do propranolol sobre a reação capsular ao implante de silicone / Fractal dimension and digital histometry to analyze the effect of propranololol on capsular contracture formed around silicone implants

Mesquita, Charles Jean Gomes de January 2014 (has links)
MESQUITA, Charles Jean Gomes de. Dimensão fractal e histometria digital na avaliação dos efeitos do propranolol sobre a reação capsular ao implante de silicone. 2014. 50 f. Tese (Doutorado em Cirurgia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2014. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2014-12-08T13:50:22Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_cjgmesquita.pdf: 409219 bytes, checksum: faeed2fca385c9d082980d0e7e5e4eae (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2014-12-08T13:51:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_cjgmesquita.pdf: 409219 bytes, checksum: faeed2fca385c9d082980d0e7e5e4eae (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-08T13:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_cjgmesquita.pdf: 409219 bytes, checksum: faeed2fca385c9d082980d0e7e5e4eae (MD5) Previous issue date: 2014 / Despite their popular use in breast augmentation and reconstruction surgeries, the limited biocompatibility of silicone implants can induce severe side effects, including adverse capsularcontracture (ACC), an excessive foreign body reaction that forms, by unknown reason, a tight and hard fibrous capsule around the implant. A non-surgical treatment for ACC will be desirable as revision surgery for capsulotomy or capsulectomy with implant exchange are associated with a high risk of recurrence and complications. Recently it has been shown that sympathetic denervation accelerates wound contraction and delays reepithelialization in rats. Another study demonstrated that beta-adrenoceptor blockade has antifibrotic effects in a murine model of nonsinusoidal liver fibrosis. This study examines the effects of using propranolol, a non-selective beta-adrenoceptor antangonist, to prevent capsular formation around texturized silicone prosthesis implanted in the dorsum of male guinea-pigs. Animals (n=36) were randomly distributed into two equal groups, untreated or orally treated with propranololol (10 mg/kg dissolved in daily water). Capsules and implants were removed and examined for inflammation, thickness, fibrosis progression, density of type I and III collagen and fractal dimension by histological scoring using hematoxilin-eosin stained samples, digital histometry for measuring capsular thickness, picrosirius-polarization and digital image analysis for type I and type III collagen density and fractal dimension calculation by box-counting after 7, 14 or 21 days.Propranolol significantly reduced inflammation scores in the capsular tissue as compared to untreated group. Also, the capsular content of type I and type III collagen showed a statistical difference among the groups at different time points (p< 0,0001, Kruskal-Wallis test). The type I collagen density observed at 1, 2 or 3 weeks decreased significantly compared with that found in the control group. Conversely, the density of type III collagen increased in propranolol-treated group along the time.The capsule thickness in propranolol-treated cavies was significantly thinner and exhibited higher collagen type III/type I ratios and more irregular collagen fiber alignments than control animals. The observed decrease in fractal dimension of collagen also supported the alleviation of capsular formation by propranolol usage. Taken together, these data show that propranolol efficiently delays formation (antiproliferative or citotoxity effects) and maturation (antifibrogenic effect) of capsule around textured implants. Therefore, the blockade of beta-adrenoceptors is a promising option to support future therapeutic strategies in the treatment/prevention of capsular contracture. / As mamoplastias com implante de silicone são as cirurgias plásticas mais realizadas no mundo. O organismo reage a qualquer implante, encapsulando-o. Por razões desconhecidas, algumas cápsulas tornam-se patologicamente ativas gerando uma contratura capsular adversa (CCA), fibrose constritiva que deforma a mama reduzindo o resultado estético. Esta afecção de difícil tratamento requer, em alguns casos, reintervenções cirúrgicas que não impedem a recidiva. Tratamentos adjuvantes com drogas e/ou métodos físicos apresentam respostas variáveis e frequentemente insatisfatórias. O propranolol, antagonista não seletivo de betadrenoceptores, vem sendo empregado em estudos pré-clínicos em que a resposta fibrótica é importante parâmetro de avaliação e prognóstico. A demanda por métodos quantitativos e a tradução dos dados de bancada à clínica é uma constante. Métodos tradicionais como a histo-morfometria e a picrosirius-polarização tem sua acurácia aumentada quando associados a técnicas computacionais. A análise da Dimensão Fractal (DF), metodologia não linear de mensuração, tem se mostrado útil na avaliação de imagens biológicas permitindo visualização e compreensão de detalhes imperceptíveis ao olhar humano. O objetivo desse trabalho foi associar essas tecnologias (ferramentas computacionais e recursos matemáticos) na avaliação quantitativa dos efeitos do propranolol na formação da cápsula fibrosa peri-implante. Foram implantadas no plano subcutâneo 36 minipróteses texturizadas, preenchidas com gel de silicone (20 mL), no dorso de cobaias (Cavia porcellus). Os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos (n=18, cada) sendo tratados ou não com propranolol (10 mg/Kg dissolvido na água de beber diária (150 mL)). Os animais foram acompanhados e sacrificados após 7, 14 ou 21 dias. Após a retirada em bloco e explantação cuidadosa da prótese, a cápsula e o tecido do peri-implante foram preparados e corados pela hematoxilina-eosina (HE) ou picrosirius-red (PSR). A inflamação foi quantificada por atribuição de escores. Microfotografias digitais das amostras coradas pelo PSR foram obtidas sob polarização de forma padronizada para mensurar a espessura da cápsula, densidade do colágeno tipo I e tipo III, índice de fibrose (densidade do colágeno/espessura capsular) e cálculo da dimensão fractal pelo método de contagem de caixas. Foi utilizada análise estatística paramétrica ou não paramétrica conforme a natureza dos dados, considerando um nível de significância P < 0,05. Não ocorreram casos de infecção, seroma, hematoma ou deslocamento do implante. Todos os animais, independentemente do grupo e do momento do sacrifício exibiam uma cápsula fibrosa. As cápsulas dos animais tratados com propranolol exibiam significantemente menor intensidade de inflamação, cápsulas menos espessas, menor índice fibrótico e menores valores de dimensão fractal do que as do grupo controle. A DF revelou correlação inversa com esses parâmetros. Em conjunto, estes achados são condizentes com a inibição da formação da cápsula pelo betabloqueio sistêmico não seletivo, sugerindo ação anti-inflamatória e antifibrogênica do Propranolol.
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Estudo de Lei de Potência em distribuições estatísticas de consumo de água

Cressoni Filho, Luiz [UNESP] 31 October 2002 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-10-31Bitstream added on 2014-06-13T19:12:21Z : No. of bitstreams: 1 cressonifilho_l_me_rcla.pdf: 1066090 bytes, checksum: 8e2400d1325663e46120c47cecd0a935 (MD5) / A importância da água para os seres humanos é indiscutível. Com a organização da sociedade humana em grupos cada vez maiores, não só a água, mas todo o processo de captação, tratamento e distribuição dela, torna-se cada vez mais uma preocupação importante. Redes de distribuição de água são estruturas que aparentemente apresentam características fractais e o que este trabalho propôs foi a análise dessas em algumas cidades, observando-se os valores de consumo lidos nos hidrômetros, em busca de algumas características que possam indicar a existência de fractais que descrevem essas redes. Notou-se que as distribuições estatísticas dos consumos de água obedecem à distribuição gaussiana com máximo em torno de 18 m3 para pontos de baixo consumo (residências, por exemplo) e à lei de potência para pontos de consumo médio e elevado (residências de alto padrão, comércio e indústria). Observou-se que o expoente da lei de potência (alfa) varia com o número de habitantes, obedecendo a lei de escala. Foi proposto como uma possível explicação para estas características o mecanismo de realimentação positiva. / The importance of water to human beings is unquestionable. With human society forming ever larger groups, water, as well as the processes of capturing, treating and distributing water are increasingly important concerns. Water distribution networks are structures that apparently show fractal characteristics. This work is an analysis of water distribution networks in different cities. The analysis utilized water consumption readings from hydrometers to search for characteristics that describe the networks. This study determined that the statistical distribution of water consumption follows a Gaussian distribution for low values of consumption (residential users) and Power law for large values (high-level residences, commerce and industry). It also determined that the exponent (α ) of the Power Law varies with the number of citizens, obeying to a scale law. The Positive Feedback Mechanism is proposed as a possible explanation for these characteristics.
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O uso de wavelets na determinação do expoente de Hurst de uma série temporal diária de chuvas do município de Araras-SP de 1955-2000

Chierice, Roseli Aparecida Fernandes [UNESP] 28 November 2003 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11-28Bitstream added on 2014-06-13T20:14:07Z : No. of bitstreams: 1 chierice_raf_me_rcla.pdf: 1383508 bytes, checksum: 8e5eaa7766baf0646d461c6bd8038600 (MD5) / Uma série temporal de precipitações pluviométricas, ou simplesmente chuvas, retratam um sistema de grande complexidade devido à influência de vários fatores naturais tais como: umidade, temperatura, pressão atmosférica, topografia, sazonalidade, entre outros. Nossa série temporal consiste dos registros diários de chuvas, medidos em milímetros (mm), desde 1o de fevereiro de 1955 a 31 de dezembro de 2000, totalizando 16.771 dados. O objetivo deste trabalho é enfatizar o uso de alguns métodos recentes que podem ser aplicados as séries temporais de sistemas complexos, como decomposição por wavelets, escalogramas, e expoente de Hurst, obtendo informações sobre persistência e propriedades de longo alcance do sistema. Então, calculamos o expoente de Hurst por dois métodos: o método R/S e o wavelet, mostrando resultados equivalentes. A importância de tal estudo é mostrar que diferentes métodos fornecem o mesmo resultado. Em sistemas complexos, este é um fato significativo. / A temporal series of pluviometric precipitations, or simply rain, is an example of great complexity system due to the influence of various natural factors such as: humidity, temperature, atmospheric pressure, topography, seasonality among others. Our temporal series consists of daily records of rain, measured in millimeters (mm), from February 1, 1955 to December 31, 2000, summing up 16.771 data. The aim of this work is to emphasize the use of some new methods that can be applied to temporal series of complex systems, as decomposition by wavelets, scalograms, and Hurst exponent and get information about persistence and long-run properties of the system. Then, we calculate the Hurst exponent by two methods: by the R/S method and by wavelet, showing equivalent results. The importance of such study is to show that different methods give the same result. In complex systems, this is a significant fact.

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